四川省 2022-2023学年高一物理下学期6月阶段试题（Word版附解析）

2022-2023学年度下期高2025届6月月考物理试卷考试时间：90分钟满分：100分试卷说明：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，用黑色签字笔将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，试卷自己带走，只将答题卡交回。一、单项选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。选对得3分，选错得0分）1.一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（　　）A.若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B.质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C.质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也一定相同D.质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同【答案】D【解析】【详解】A．若位移为负值，由可知，加速度一定为正值，速度方向由两种可能，不一定为正值，故A错误；B．质点通过平衡位置时，速度最大而加速度为零，故B错误；C．D．质点通过同一位置，加速度相同，位移相同，速度方向可能不同，故C错误，D正确。故选D。2.一船在静水中的速度大小恒定为，水流速度的方向沿着河岸向右且大小恒定为，且，河岸宽度恒定为。小船从点开始渡河，图中垂直于河岸，。已知当小船划行方向垂直于河岸时，小船正好航行到点。下列说法中正确的是（　　） A.B.若小船改变划行方向，最终到达对岸点，则从点到点所用时间等于小船航行到点所用时间C.若小船的划行方向沿方向，则小船最终会航行到点右侧D.若小船改变划行方向，最终到达对岸点，则从点到点所用时间为【答案】C【解析】【详解】A．小船的实际运动轨迹为OC，即合速度方向沿OC方向，所以根据几何知识可得故A错误；B．若小船改变划行方向，最终到达对岸点，如图所示可知小船航行到A点的合速度和小船航行到C点的合速度不同，但是位移相同，所以时间不同，故B错误；C．若小船的划行方向沿方向，，设，则有可知小船由沿河岸向下的分速度，则小船最终会航行到点右侧，故C正确；D．若小船改变划行方向，最终到达对岸B点，则合速度指向B，如图所示从O点到B点所用时间为故D错误。故选C。 3.如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着质量相等的两个物体A和B，通过细线相连，B放在转轴的圆心上，它们与圆盘间的动摩擦因数相同（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。现逐渐增大圆盘的转速，当圆盘转速增加到两物体刚要发生滑动时烧断细线，则（　　）A.物体A沿半径方向滑离圆盘B.物体A沿切线方向滑离圆盘C.物体A仍随圆盘一起做圆周运动D.物体A受到的摩擦力大小不变【答案】D【解析】【详解】当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，A物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，B靠指向圆心的静摩擦力和拉力的合力提供向心力，所以烧断细线后，A所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，A要发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远，但是B所需要的向心力小于B的最大静摩擦力，所以B仍保持相对圆盘静止状态，做匀速圆周运动，且静摩擦力比绳子烧断前减小。故选D。4.气垫鞋通过气垫的缓冲减小地面对脚的冲击力，如图所示。某同学的体重为G，穿着平底布鞋时双脚竖直着地过程中与地面的作用时间为，受到地面的平均冲击力大小为。若脚着地前的速度保持不变，该同学穿上某型号的气垫鞋时，双脚竖直着地过程中与地面的作用时间变为，则该同学受到地面的平均冲击力大小变为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】若脚着地前的速度保持不变，则着地时动量的变化不变，则合外力的冲量不变，即解得F=2.2G 故选A。5.如图，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向夹角为，已知B、C高度差为h，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知（　　）A.两小球在C点的速度大小为B.A、B两点高度差为C.甲、乙两小球在C点具有相同的动量D.两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等【答案】B【解析】【详解】A．由可得乙运动的时间为所以两小球在C点的速度大小为故A错误；B．物体甲沿竖直方向的分速度为小球甲下降的高度为 A、B两点高度差为，选项B错误；C．动量为矢量，大小相等，方向不同，故C错误；D．两个小球完全相同，重力的功率两球竖直方向速度不同，所以重力的瞬时功率不同，故D错误；故选B。6.中国“电磁琵”是世界首个电磁推进地面超高速试验设施，其对吨级以上物体的最高推进速度是目前磁悬浮列车在最大输出功率下最高运行速度的2倍。列车前进时会受到前方空气的阻力，前进方向上与其作用的空气立即从静止变成与列车共速，已知空气密度为，列车迎面横截面积为。若用中国“电磁㯵”作为动力车组，在其他条件完全相同的情况下，不计其他阻力，中国“电磁橇”与目前磁悬浮列车相比，下列说法正确的是（　　）A.以最高速度运行时，车头迎面承受的压力变为磁悬浮列车的2倍B.以最高速度运行时，车头迎面承受的压力变为磁悬浮列车的4倍C.最大输出功率变为磁悬浮列车的2倍D.最大输出功率变为磁悬浮列车的4倍【答案】B【解析】【详解】AB．设列车运行的速度为v，在Δt时间内，与列车作用的空气质量为取这部分空气作为研究对象，由动量定理解得列车对空气的作用力大小为由牛顿第三定律得，车头迎面承受的压力为可得用“电磁橇”推进磁悬浮列车的最高运行速度为原来的2倍，则车头迎面承受的压力变为目前的4倍，故A 错误，B正确；CD．当列车速度达到最大时，牵引力此时列车的最大输出功率为由于电磁橇”推进磁悬浮列车的最高运行速度为原来的2倍，则最大输出功率变为目前的8倍，故CD错误。故选B。7.浩瀚的宇宙中有着无数的未知天体，当宇宙中的天体的质量和密度大到一定程度就可以形成黑洞。根据万有引力知识可得出在黑洞表面，物体的逃逸速度等于光速。已知天体表面的逃逸速度和其第一宇宙速度的关系为，万有引力常量，光速。若某黑洞的密度约为，试估算该黑洞半径最小为多少？（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】由第一宇宙速度意义可知解得第一宇宙速度为又由题意可知且对于黑洞有联立可得该黑洞半径最小为 故选C。8.如图所示，倾角为的传送带以的速度沿逆时针方向传动。已知传送带的上、下两端间的距离为。现将一质量的小木块放到传送带的顶端，使它从静止开始沿传送带下滑，已知木块与传送带间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，，则（　　）A.木块在传送带上一直以的加速度匀加速直线运动直到从下端离开传送带B.木块在传送带上运动的时间是C.木块从顶端滑到底端的过程传送带对木块做的功是D.木块从顶端滑到底端产生的热量是【答案】D【解析】【详解】A．木块开始下滑时有解得木块加速至的位移为则之后有解得 可知，木块在传送带上先以的加速度匀加速直线运动下滑到与传送带共速，后以的加速度匀加速直线运动下滑，直到从下端离开传送带，故A错误；B．木块以的加速度匀加速直线运动下滑过程有之后以的加速度匀加速直线运动下滑过程有解得则木块在传送带上运动的时间为故B错误；C．木块从顶端滑到底端的过程传送带对木块做的功即为传送带对木块的摩擦力做的功，则有解得故C错误；D．木块以的加速度匀加速直线运动下滑过程的相对位移为木块以的加速度匀加速直线运动下滑过程的相对位移为木块从顶端滑到底端产生的热量为故D正确。故选D。二、多项选择题（本题共5个小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中有 多项符合题目要求。选对得4分，选不全得2分，选错不得分）9.我国航天员在“天宫课堂”中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。无论在“天宫”还是在地面做此实验，下列说法错误的是（　　）A.小球的速度大小均发生变化B.小球均受到重力C.细绳的拉力均不对小球做功D.细绳的拉力大小均发生变化【答案】AD【解析】【详解】在地面做此实验，由于重力对小球做功，使得小球做变速圆周运动，细绳的拉力大小发生变化，由于细绳的拉力始终与小球的速度方向垂直，所以细绳的拉力不对小球做功；在“天宫”做此实验，小球仍受重力作用，但重力提供小球绕地球做圆周运动的向心力，小球处于完全失重状态，小球做匀速圆周运动，小球的速度大小保持不变；细绳的拉力提供向心力，细绳的拉力不对小球做功，且细绳的拉力大小保持不变。本题选择错误的，故选AD。10.如图所示，有一条柔软的质量为、长为的均匀链条，开始时链条的长在水平桌面上，而长垂于桌外，用外力使链条静止。不计一切摩擦，桌子足够高，桌角右上方有一光滑的约束挡板以保证链条不会飞起。下列说法中正确的是（　　）A.若自由释放链条，则链条刚离开桌面时速度B.若自由释放链条，则链条刚离开桌面时的速度 C.若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功D.若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做功【答案】BD【解析】【详解】AB．若自由释放链条，以桌面为零重力势能参考平面，根据机械能守恒可得解得链条刚离开桌面时的速度为故B正确，A错误；CD．若要把链条全部拉回桌面上，至少要对链条做的功等于垂于桌外链条增加的重力势能，则有故D正确，C错误。故选BD。11.宇宙中半径均为的两颗恒星、，相距无限远。经过长期观测，发现若干行星分别环绕恒星、运动的公转周期平方公转半径立方的规律如图所示。则（）A.的质量大于的质量B.的密度小于的密度C.表面环绕速度大于表面的环绕速度D.表面的重力加速度小于表面的重力加速度【答案】AC【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力得出得根据图象可知的比较大，所以的质量大于的质量，A正确；B．由图可知，两恒星的半径相等，则体积相等，根据可知的密度大于的密度，B错误；C．根据可得可知表面的环绕速度大于表面的环绕速度，C正确；D．根据可得可知表面的重力加速度大于表面的重力加速度，D错误。故选AC。12.质量为的箱子静止在光滑水平面上，箱子内侧的两壁间距为，另一质量也为且可视为质点的物体从箱子中央以的速度开始运动，如图所示。已知物体与箱底的动摩擦因数为，物体与箱壁间发生的是完全弹性碰撞，。试求：（　　） A.物体与箱子最多发生3次碰撞B.物体最终停在距离箱子左壁处C.整个过程中系统产生的内能为D.箱子对物体的总冲量大小为【答案】BC【解析】【详解】ABC．物体在摩擦力作用下最终与箱子以共同速度向右匀速运动，物体与箱子组成系统满足动量守恒，则有解得根据能量守恒可知，整个过程中系统产生的内能为设整个过程物体与箱子发生的相对路程为，则有解得由于可知物体与箱子最多发生4次碰撞，物体最终停在距离箱子左壁处，故A错误，BC正确；D．水平方向根据动量定理可得可知箱子对物体的水平总冲量大小为，由于箱子对物体有支持力，在竖直方向有冲量，则箱子对物体的总冲量大小一定大于，故D错误。故选BC。13.如图所示，倾角为、足够长的光滑斜面固定在水平地面上，下端有一垂直斜面的固定挡板。质量均为的小球用劲度系数为的轻质弹簧连接并放置在斜面上，小球靠在挡板上，两小球均保持 保持静止。现对小球a施加一平行斜面向上、大小为的恒力。已知弹簧的弹性势能E弹与其形变量x满足，弹簧与斜面平行且形变始终处于弹性限度内，重力加速度分析正确的是（　　）A.小球和弹簧组成的系统机械能守恒B.小球脱离挡板后，系统的总动量保持不变C.小球刚要运动时，小球的动能为D.小球脱离挡板以后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能为【答案】BC【解析】【详解】A．小球和弹簧组成的系统受外力F做功，系统机械能不守恒，故A错误；B．根据分析，小球b脱离挡板后，将小球a，b以及弹簧看作一个整体，则整体受到的合外力为0，根据所学的知识可知符合动量守恒的条件，因此系统总的动量保持不变。故B正确；C．初始状态时，弹簧处于压缩状态，根据受力分析可得：小球b刚要运动时解得且初末状态中弹簧形变量相同，弹性势能相同。则弹力做的总功为0。根据动能定理可得：解得 故C正确；D．小球b刚要运动时，根据上述分析可知小球a的速度为：此时弹簧弹性势能为弹簧弹性势能最大时两小球的速度相等，系统总动量守恒，选择初速度的方向为正方向，根据动量守恒和能量守恒定律可得：解得根据能量的转化特点可知系统动能的减少量为弹性势能的增加量，可得：故弹性势能的最大值为：故D错误。故选BC。三、实验题（本题共2个小题，每空2分，共18分）14.如图所示，某同学为探究碰撞中动量是否守恒的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验： ①用天平测出两个小球的质量分别为和；②安装实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面连接在斜槽末端；③先不放小球，让小球从斜槽顶端处静止释放，标记小球在斜面上落点位置，重复实验多次；④将小球放在斜槽末端处，仍让小球从斜槽顶端处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球在斜面上的落点位置，重复实验多次；⑤用刻度尺测出各落点位置到斜槽末端的距离。图1中点是实验过程中记下的小球在斜面上三个平均落点位置，从到点的距离分别为。依据上述实验步骤，回答下面问题：（1）关于实验器材，下列说法正确的是___________；A．实验轨道必须光滑B．该实验不需要秒表计时C．球的质量必须大于球的质量D．可选用半径不同的两小球（2）图2是小球的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为___________；（3）用实验中测得的数据字母来表示，只要满足关系式___________，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的。若同时满足关系式___________，则还可判断该碰撞为弹性碰撞。【答案】①.BC##CB②.55.50（55.40~55.60）③.④.【解析】【详解】（1）[1]A．实验轨道是否光滑不影响碰撞前的速度，所以轨道不需要必须光滑，故A错误； B．该实验利用平抛运动表示速度，不需要秒表计时，故B正确；C．为了保持碰撞后，入射小球不反弹，球的质量必须大于球的质量，故C正确；D．为了保证碰撞为对心碰撞，两小球的半径需要相同，故D错误。故选BC。（2）[2]图中刻度尺分度值为，需要估读到下一位，由图2可知小球的平均位置对应的读数为。（3）[3]碰撞前小球落在图中的P点，设水平初速度为，小球和发生碰撞后，落点在图中的M点，设水平初速度为，的落点在图中的N点，设其水平初速度为，设斜面BC与水平面的夹角为，由平抛运动规律有，解得同理可得，因此只要满足即则说明两球碰撞过程动量守恒。[4]如果小球的碰撞为弹性碰撞，则应满足代入（2）中速度可得故若同时满足上述关系式，则还可判断该碰撞为弹性碰撞。15.某班级物理兴趣小组设计了不同的方案验证机械能守恒定律。 （1）甲同学设计的方案是用打点计时器验证机械能守恒定律，实验装置如图1所示。实验中在纸带上打出一系列点，如图2所示，点为纸带打出的第一个点。已知重物质量为，打点计时器的打点频率为，取重力加速度大小，纸带上所标数据单位为，则从打点到打点的过程中，重物重力势能减少量___________J，动能增加量___________J（结果均保留两位有效数字）。如果在实验过程中忘了测量重物质量，对机械能守恒定律的验证___________（填“有影响”或“无影响”）。（2）乙同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。如图3所示，将拉力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在拉力传感器上的点。将小球拉至细线与竖直方向成角处无初速度释放，拉力传感器显示拉力的最大值为。已知小球的质量为，重力加速度为。通过改变释放时细线的夹角，乙同学测得了一系列的值，并将对应的数据处理成了图像。若要说明小球摆动过程中机械能守恒，图像应为下面四幅图中的___________。若在实验数据计算得到的值总是小于机械能守恒时对应的预期值，可能的原因是___________。【答案】①.0.088②.0.081③.无影响④.C⑤.小球在下落过程中受到空气阻力的作用（其他合理答案也对）【解析】【详解】（1）[1]从打点到打点的过程中，重物重力势能减少量为 [2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则有从打点到打点的过程中，重物动能增加量为[3]如果在实验过程中忘了测量重物质量，由于验证机械能表达式中的质量可以约去，所以对机械能守恒定律的验证无影响。（2）[4]将小球拉至细线与竖直方向成角处无初速度释放，当小球运动到最低点时，拉力最大，设绳子长度为，根据机械能守恒可得在最低点，根据牛顿第二定律可得联立可得可知当时当时故图像应为四幅图中的C。[5]若在实验数据计算得到的值总是小于机械能守恒时对应的预期值，可能的原因是：小球在下落过程中受到空气阻力的作用，使得减少的重力势能有一部分转化为内能，小球到达最低时的动能小于对应的预期值，则小球在最低点时，拉力最大值小于对应的预期值。四、计算题（本题共3个小题，第16题11分，第17题13分，第18题14分。要求写出必要的公式、文字叙述） 16.随着国产汽车的日益崛起，越来越多的人选择购买国产汽车，某国产汽车发动机的额定功率为，驾驶员和汽车的总质量为，当汽车在水平路面上行驶时受到的阻力为车重力的0.1倍。若汽车从静止开始在水平路面上匀加速启动，时，速度，功率达到额定功率，此后汽车以额定功率运行，时速度达到最大值，汽车运动的图像如图所示，取，求：（1）汽车的额定功率；（2）汽车在0至期间牵引力的大小以及汽车在0至期间牵引力做的功；（3）汽车在至期间的位移的大小。【答案】（1）；（2），；（3）【解析】【详解】（1）汽车受到的阻力为当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大，则汽车的额定功率为（2）从0到时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度大小为汽车匀加速直线运动的位移为根据牛顿第二定律可得 解得在0至期间牵引力做的功为（3）在至期间，由动能定理得解得17.如图所示，质量的小车静止在光滑的水平地面上，车的上表面由水平面和光滑的四分之一圆弧面组成，圆弧的半径为，圆弧面的最低点与水平面相切。水平面右侧有一固定挡板，轻弹簧放在水平面上，右端与挡板连接，左侧自由端位于点，水平面段光滑，段粗糙，段长度为。一个质量的小滑块（视为质点），在圆弧面的最高点由静止释放。已知滑块与水平面段间的动摩擦因数，重力加速度取。求：（1）滑块第一次滑到点时，滑块和小车的速度分别为多大；（2）滑块第一次滑到点时，求滑块相对于地面的总位移；（3）滑块第一次向左滑上圆弧面最高点的位置离点的高度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设滑块第一次滑到点时滑块和小车的速度大小分别为，车和滑块组成的系统不受水平外力，因此系统水平方向动量守恒，因此有根据机械能守恒定律得 解得（2）车和滑块组成的系统水平方向动量守恒，且初始时刻系统水平动量为0，故系统水平动量始终为0.设滑块第一次滑到点时向右运动的对地位移大小为，同时间段内小车向左运动的位移大小为。根据人船模型有滑块和小车的水平相对位移为A、C之间的水平距离，故有联立解得（3）当滑块第一次向左滑到圆弧面最高点时，滑块竖直方向速度为0，且滑块和小车水平方向共速。又由于车和滑块组成的系统水平方向动量守恒且始终为0。设滑块和小车水平方向共同的速度大小为对整个过程列能量守恒方程18.如图所示，一内壁光滑环形细圆管固定在水平桌面上，管内间距相等的三位置处，分别有静止的小球A、B、C，质量分别为、、，大小相同，它们的直径略小于管的直径。小球A、B是弹性球，A、B之间发生碰撞时没有机械能损失。小球C是粘性球，任何小球与小球C发生碰撞后都会粘连在一起。小球球心到圆环中心的距离为，现让A以初速度沿管顺时针运动，设各球之间的碰撞时间极短，求：（1）A和B第一次碰后各自速度大小；（2）B和C相碰结合在一起后的瞬间对管的压力大小；（3）从A出发到三个小球粘在一起所用的时间。 【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）细管光滑且水平放置，无外力对小球做功，因此除碰撞过程之外的时间小球均保持静止或匀速圆周运动。第一次A、B碰撞的过程中两球沿速度方向的动量守恒，因此有A、B碰撞为弹性碰撞，根据机械能守恒定律得联立解得（2）B、C发生的碰撞为完全非弹性碰撞，碰后共速，两球沿速度方向的动量守恒，因此有解得此后B、C作为整体做匀速圆周运动，受到管壁的水平支持力提供向心力，则有同时，竖直方向上B、C受到管壁的支持力与重力平衡，则有小球受到管壁的支持力为、的矢量合成，总支持力的大小为 根据牛顿第三定律，管壁对小球的支持力与小球对管壁的压力等大反向，因此小球对管壁的压力大小为。（3）从A出发到第一次A与B的碰撞用时从第一次A与B的碰撞到第二次B与C的碰撞用时第二次B与C的碰撞后的速度小于此时A的速度，因此A会追上B发生第三次碰撞。在第一次与第二次碰撞之间，A已经向前运动的路程为因此，第二次B与C的碰撞到第三次A与B的碰撞用时A追上B之后，第三次A与B的碰撞为弹性碰撞，因此碰后速度满足系统运动方向动量守恒和系统机械能守恒联立解得，最后BC作为整体再追上A一圈，C与A碰撞后粘在一起，用时综上从A出发到三球粘在一起的总时间为